【正文】 這被稱為生態(tài)因子的減效作用。一般化學(xué)結(jié)構(gòu)相近、性質(zhì)相似的化合物，或作用于同一器官系統(tǒng)的化合物，或毒性作用機(jī)理相似的化合物共同作用時，生物效應(yīng)往往出現(xiàn)疊加作用，如稻瘟凈與樂果、氫化氰與丙烯腈等都能產(chǎn)生疊加作用。硫代硫酸鈉與氰化物混合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成毒性較小的硫氰酸鹽，是一種化學(xué)拮抗。兩種化學(xué)物同時作用于生命機(jī)體時，其中一種化學(xué)物可干擾另一種化學(xué)物的生物學(xué)作用，或兩種化學(xué)物相互干擾，使混合物的毒作用強度低于各自單獨作用的強度之和。 生態(tài)因子的拮抗作用 ? 生態(tài)因子的拮抗作用是指各個生態(tài)因子在一起聯(lián)合作用時，其中一種生態(tài)因子能夠抑制或影響另一種生態(tài)因子的作用。 耐性定律 ? 另外，微生物可能對一種生態(tài)因子的耐受性范圍很廣，而對另一種生態(tài)因子耐受性范圍很窄。 耐性定律 ? 耐性極限范圍只有當(dāng)微生物從一個狀態(tài)平穩(wěn)地過渡到另一個穩(wěn)定狀態(tài)下時才有意義。 圖 42 耐性定律 耐性定律 耐性定律 ? 耐性定律具有一定的普遍意義，各種生態(tài)因子對微生物的影響大多遵循這一規(guī)律。 最小因子定律 ? 此后在厭氧性腐生細(xì)菌的分解代謝下，產(chǎn)生 CO N、 P等營養(yǎng)物質(zhì)，同時產(chǎn)生 CH H2S等物質(zhì)，使水體發(fā)黑、變臭。 最小因子定律 ? 這時常常會引起生境中藻類的大量生長和繁殖，出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象，藻類覆蓋著整個水體表面，生境產(chǎn)生高度的不穩(wěn)定狀態(tài)。因此又稱為 Liebing定律。 ? 如果一種生物對某一生態(tài)因子的耐受范圍很窄，而這種因子又容易變化時，這種因子往往會成為一種限制因子。 ? 任何一種生態(tài)因子只要接近或超過某種微生物的耐受范圍，它就會成為這種微生物的限制因子。 ?例如，在植物的光合作用過程中，如果光照不足，可以增加二氧化碳的量來補足，這就是生態(tài)因子的補償作用。 指導(dǎo)意義：討論 ?在廢水的生物處理系統(tǒng)中，要達(dá)到良好的廢水處理效果，就不能僅僅考慮到單一因子的影響 ?需要考慮影響微生物分解廢水中污染物的各個生態(tài)因子的綜合作用，它將影響廢水處理系統(tǒng)的運行狀況，并最終決定其處理效果。生態(tài)因子中任何一個單因子的變化，都會相應(yīng)地引起其他因子不同程度地變化和反作用。 生態(tài)因子與生物相互作用的基本規(guī)律 生態(tài)因子 在微生物所生存的場所中，對微生物生長、發(fā)育、繁殖和分布具有直接或間接影響的環(huán)境要素，都稱為生態(tài)因子 (ecological factors)。 其他環(huán)境因子 ?除了碳源和氮源之外，微生物的生長還需要無機(jī)鹽類 ，如 P、 S、 K、 Mg、 Ca、 Na、 Cu、Zn、 Mn、 Mo、 Co等。 其他環(huán)境因子 ? 氮源 是指能被微生物用來構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中氮素來源的營養(yǎng)物質(zhì)。 其他環(huán)境因子 ? 碳源 是指能被微生物用來構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中碳素來源的營養(yǎng)物質(zhì)。 其他環(huán)境因子 ?在廢水的生物處理系統(tǒng)中，營養(yǎng)物質(zhì)通常指的是能被活性污泥微生物 氧化分解和利用的物質(zhì) ，也就是廢水中的各種有機(jī)污染物質(zhì)。 ?在某一生境中各種營養(yǎng)物質(zhì)及數(shù)量構(gòu)成了食物譜或資源譜。 一種生活在積水坑中的鞭毛藻，細(xì)胞中能大量合成環(huán)己丁醇化合物，當(dāng)水環(huán)境中鹽含量增高時，能迅速排出，以保持滲透壓的穩(wěn)定。一般來說，狹滲性水生生物僅生長在水的活度比較穩(wěn)定的水域，而廣滲性生物能生存在水的活度變化很大的水域。 高滲環(huán)境會使微生物的原生質(zhì)脫水發(fā)生質(zhì)壁分離，影響微生物的生長，甚至引起死亡。 每種微生物都存在 aw值的耐性上限和耐性下限，不過不同的微生物能夠忍受的生態(tài)幅存在差別。少數(shù)微生物類群可在 aw值較低的環(huán)境中生活，如嗜鹽細(xì)菌的 aw值可低至。 溶質(zhì)溶解于水形成的水合物程度也影響水對有機(jī)體的可利用性。這類物質(zhì)可以影響細(xì)胞質(zhì)膜的穩(wěn)定性和透性，引起細(xì)胞中某些必要組成成分的流失，從而導(dǎo)致微生物生長的停滯甚至死亡。 醛類能與蛋白質(zhì)氨基酸中的多種基團(tuán)共價結(jié)合而使蛋白質(zhì)變性。很多水生動、植物可吸收或吸附某些毒性物質(zhì)，如在氧化塘中種植某些水生植物，可通過吸收、吸附去除某些重金屬及有機(jī)農(nóng)藥。生物性轉(zhuǎn)化通過以下三種方式： ①生物體的積累、富集。 輻射 核輻射的主要來源是 核試驗 ，核試驗爆炸所產(chǎn)生的微粒附著在其他塵埃上，能夠形成放射性顆粒，這些顆粒沉降到地面上，從而造成大氣、土壤、水體等的污染。 ? eg. 超聲 ? eg. 核輻射 ? eg. 噪聲 其它輻射對微生物的影響 輻射 當(dāng)超聲波的頻率達(dá)到 2 104Hz以上時，就會對微生物產(chǎn)生強烈的效應(yīng)。它主要是由工業(yè)廢氣、汽車排放的尾氣，如氮氧化物、碳?xì)浠衔锏任廴疚镌趶婈柟庾饔孟?，發(fā)生光化學(xué)作用而形成的光化學(xué)煙霧。不同的浮游植物中所含各種色素的比例不同，因而對光照的強度和性質(zhì)的要求也有差異。 輻射 在光照的最適度范圍內(nèi)，光合作用所產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過呼吸作用所消耗的，但由于水中光照強度隨深度的增加而遞減，因此水面下的光合作用速率也隨深度增加而減弱。在最適的光強范圍內(nèi)，隨著光照強度地增加，光合作用速度加快，若超出這個范圍，光合作用就要受到抑制。 輻射 水生植物的 光合作用 與 光質(zhì)和光強 有關(guān)。通常，溫度的降低可以促使水生動物趨光，同一種生物，隨著生長發(fā)育階段增加，也能逐漸表現(xiàn)為背光，大多數(shù)枝角類和橈足類均有這種現(xiàn)象，某些浮游動物在生殖期也表現(xiàn)為趨光性。 輻射 各種水生動物對光強有不同的適應(yīng)范圍，因此當(dāng)生境中的光照條件發(fā)生改變時，水生動物的運動方向也會相應(yīng)地發(fā)生改變。一般來說，可見光對大多數(shù)微生物沒有致死作用，但是足夠光強和持續(xù)時間過長的可見光也可引起細(xì)菌死亡，這是由于一種稱為 光氧化作用(Photooxidation)的過程所致。 這些自由基與細(xì)胞中的酶蛋白等敏感大分子反應(yīng)，可使之失活，從而引起細(xì)胞的損傷甚至死亡。因而當(dāng)光輻射中含有較多短波光線時，空氣中對光照敏感的微生物就會被殺死，而大量存在的微生物將是一些可形成芽孢和孢子的菌屬，如芽孢桿菌屬、曲霉屬等。 光照對微生物的致死作用 輻射 細(xì)菌原生質(zhì)中的 核酸強烈地吸收紫外輻射 ，吸收峰為 260nm； 蛋白質(zhì)的吸收峰為280nm。 生物生存所必需的全部能量，都直接或間接地來源于 太陽光 。 ? 在不含有任何物質(zhì)的純凈水中，被吸收最強烈的是光譜中大于 560nm的長波和紫外線。 輻射 ? 太陽輻射波長的范圍很寬，可從接近零至無窮大，但主要集中在 150～ 4000nm的范圍內(nèi)。 在廢水厭氧生物處理反應(yīng)器中，由于生物反應(yīng)器本身與大氣隔絕，而且在廢水的厭氧發(fā)酵過程中，發(fā)酵細(xì)菌在代謝過程中往往產(chǎn)生大量的 H2和抗壞血酸等還原性物質(zhì)，因而，反應(yīng)器中的氧化還原電位往往可保持在較低值，一般 Eh值為 ～ 。 ?厭氧性微生物只能在 Eh值低于 +長， Eh值在 。自然界中氧化還原電位的低限Eh39。氧化還原電位也受到 pH值的影響， pH值較低時， Eh高； pH值較高時， Eh低。 廢水處理的生物脫氮 A/O系統(tǒng)中存在的反硝化細(xì)菌就屬于兼性厭氧細(xì)菌。 ②氧改變了細(xì)胞內(nèi)的氧化還原電位，使 代謝 不能正常進(jìn)行。 厭氧微生物 的生長不需要分子氧，有氧的存在會使它們的生長受到抑制甚至死亡。因此在微生物的培養(yǎng)過程中，為了維持微生物生長過程中 pH值的穩(wěn)定，需要在培養(yǎng)基的配制過程中調(diào)節(jié) pH值并添加適量的緩沖劑。在細(xì)菌分解氨基酸、尿素等含氮有機(jī)化合物時，可通過脫氨基作用釋放出氨，使環(huán)境中的 pH值上升。產(chǎn)酸細(xì)菌則能在較低的 pH值范圍